臭氧是自然界中的氧化劑之一,也是用于工業(yè)加工,水和空氣處理的理想氧化劑,它能和污染物迅速發(fā)生反應(yīng),脫色和除臭,同時 使微生物失去活性,反應(yīng)后臭氧分解為氧氣,較其他鹵化氧化劑(比如氯氣),臭氧的氧化優(yōu)點是顯而易見的,所以稱之為綠色的化學(xué)品,未來的應(yīng)用空間會越來越 大,臭氧提供了一種經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的選擇。
臭氧在食品行業(yè)消毒機(jī)理及特點
臭氧是人類已知的僅次于氟的第二位強(qiáng)氧化劑,臭氧在一定濃度下能于細(xì)菌病毒等微生物產(chǎn)生 生物化學(xué)反應(yīng)。臭氧能氧化分解細(xì)胞內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶,并直接與細(xì)菌,病毒發(fā)生作用,破壞其細(xì)胞器和核糖核酸,分解DNA,RNA,蛋白 質(zhì),脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物,使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生長和繁殖過程遇到破壞。還可以滲透細(xì)胞膜組織,侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細(xì)胞 發(fā)生通透性畸變,導(dǎo)致細(xì)胞的溶解死亡,并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因,寄生菌種,寄生病毒粒子,噬菌體,支原體及熱原(內(nèi)毒素)等溶解變性死亡,臭氧滅菌屬 于溶菌劑,即可以達(dá)到,的消滅物體內(nèi)部所有微生物。
高效性:臭氧消毒是以空氣為媒介,不需要其他任何輔助材料和添加劑,在潔凈區(qū)內(nèi)擴(kuò)散均勻,包容性好??朔俗贤饩€殺菌存在的諸多死角的特點,另外,它的滅菌譜廣,既可以殺滅細(xì)菌繁殖體,芽孢,甲乙型肝炎病毒,真菌和原蟲胞體等多種病毒,還 可以破壞肉毒桿菌和毒素及克次氏體等。
高潔凈性:臭氧快速自然分解為氧的特性,是臭氧作消毒滅菌劑的獨特優(yōu)點,多余氧(O)在30min后又結(jié)合成氧分子,不存在任何殘留物,解決了消毒劑消毒方法產(chǎn)生的二次污染問題,同時省去了消毒結(jié)束后的再次清潔。
方便性:臭氧消毒可以天天使用,使用時間短,開機(jī)一小時即可達(dá)到消毒的臭氧濃度,而且在密閉的環(huán)境下很快還原成氧氣,無須排風(fēng)換氣,避免了化學(xué)品熏蒸時間長,操作煩瑣有殘留等缺點
一、水與廢水臭氧化的發(fā)展前景
1、與廢水臭氧化的發(fā)展前景
臭氧處理技術(shù)的發(fā)展可從兩方面來看:一是臭氧作為預(yù)處理或后處理與其他處理方 法的聯(lián)合使用,如絮凝、氣浮、生化等;二是臭氧處理單元自身的發(fā)展,如光催化、金屬催化氧化等。 臭氧與其他處理方法聯(lián)合的工藝流程有很多形式,如:①O3+生化(活性污泥、生物活性炭法);②O3+絮凝+膜處理;③O3+膜處 理;④O3+氣?。ù得摚?;⑤O3+活性炭吸附;⑥O3+絮凝+O3。臭氧處理單元自身有以下幾種形式:①O3;②O3/H2O2;
③O3/H2O2/UV;④O3/UV;⑤O3/固體催化劑(固體催化劑如活性炭、金屬及其氧化物)。
2、臭氧/活性炭技術(shù)
活性炭在反應(yīng)中,可能如同堿性溶液中OH-作用一樣,加速臭氧分解生成如·OH等自由基。作為催化劑,活性炭與臭氧共同作用降解微量有機(jī)污染物的反應(yīng)同其他涉及臭氧生成·OH的反應(yīng)(如提高PH值、投加H2O2、UV輻射)一樣,屬于高級氧化技術(shù)。
3、臭氧生物活性炭作用及應(yīng)用
臭氧生物活性炭對有機(jī)物的去除包括三個過程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降 解。即在對有機(jī)物的去除上,先發(fā)揮臭氧的強(qiáng)氧化能力,將有機(jī)物氧化成可被生物降解的小分子有機(jī)物,接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附,再由吸附在活性 炭上的生物對吸附的有機(jī)物進(jìn)行生物降解,而臭氧分解后產(chǎn)生的氧,提高水中的溶解氧,使水中溶解氧常呈飽和狀態(tài)或接近飽和狀態(tài),又為活性炭處理中的生物降解 除提供必要條件。這一臭氧與顆?;钚蕴繛V池相結(jié)合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝(BAC法),一般置于凈水常規(guī)處去除水中的有機(jī)物,且由于應(yīng)用了生物技 術(shù),大大延長了活性炭的運(yùn)行同期。
二、工業(yè)廢水的臭氧氧化處理
1、工業(yè)廢水
無論是飲用水還是廢水,臭氧與簡單或者復(fù)雜的有機(jī)物反應(yīng)后得到一些相同的產(chǎn)物:乙醛、羧酸、脂肪族、芳香族及其他的氧化物形成。這些產(chǎn)物很容易生化降解,而且沒有明顯的毒性。
臭氧不僅能氧化水中的無機(jī)物,如CN-、NH3等,而且能氧化難以生物降解的 有機(jī)物,如芳烴化合物等。臭氧化反應(yīng)的途徑有兩條:其一是臭氧通過親核或親電作用直接參與反應(yīng);其二是臭氧在堿等因素作用下,通過活潑的自由基,主要 有·OH與污染物反應(yīng)。臭氧能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng):C==C、C≡C、芳香化合物、雜環(huán)化合物、碳環(huán)化合物、==N—N、==S、C≡N、C— N、C—Si、—OH、—SH、—NH2、、—CHO、—N==N—等。臭氧破壞和去除廢水中污染物的作用已被廣泛研究,對有機(jī)物臭氧化的產(chǎn)物也進(jìn)行了一 些研究。研究表明,臭氧化產(chǎn)物主要是一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸類有機(jī)小分子。
| 臭氧技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用 |
| 類別 | 污染物 | 臭氧化方法 | | 無機(jī)物 | Fe2+、Mn2+、、Hg、NH3CN-、SCN-H2S | O3O3/金屬催化O3/ACCA | | 染料 | 蒽醌璜酸、直接菊黃、剛果紅、橙I、酸性紅G、酸性橙Ⅱ、酸性媒介深黃GG含璜酸萘第中間體廢水印染廢水 | O3O3+H2O2O3+絮凝 | | 含氮化合物 | 苯并三唑、三唑、三嗪、5種硝基苯對硝基氯苯5種硝基、、巴比土酸、已內(nèi)酰脲、喹喔啉肼 | O3O3/UV,H2O2O3O3UV,O3/ H2O2/UV | | 醇酚醛酸 | 、二甲脂肪羧酸和醇、小分子羧酸及醛聚乙氧基壬基酚、苯基丙烯酸、3,4-二羥基苯甲酸,聚乙氧基醇,鄰氯 | O3/UVO3/UVO3/UVO3 | | 其他 | 腐殖質(zhì)、硫酯、硫基二乙酸,牛皮紙廠廢水,屠宰場廢水、α蒎三氯乙烯、四氯乙烯二烷灰黃酶酸、蛋白質(zhì)、二糖酶藻類和農(nóng)藥 | O3O3/UV,O3+ H2O2/UVO3/ H2O2,O3/TiO2O3+絮凝+O3,O3/ H2O2O3/UV粉末活性炭 | |
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三、醫(yī)院污水臭氧處理 臭氧對幾乎所有細(xì)菌繁殖體、芽飽、真菌、菌毒、原蟲如綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色球菌、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌和蠕蟲卵都有很強(qiáng)的殺滅能力。
醫(yī)院污水狀況復(fù)雜,在消毒前須做好預(yù)處理,一般一級處理出水的臭氧投加量為30-50mg/l,二級出水臭氧投加量為15-20mg/L ,經(jīng)二級處理后再用臭氧消毒。
臭氧消毒處理的主要優(yōu)點:
1、高效性:擴(kuò)散均勻,包容性好,克服了紫外線殺菌存在諸多死角的弱點,可快速高效的消毒滅菌;殺菌能力強(qiáng),作用快,殺菌速度比氯快600--3000倍,可以殺滅抗氧化性強(qiáng)的病毒和芽飽。
2、受污水PH值和水溫的影響較小。
3、可以去除水中的色、嗅、味和酚氰等污物,增加水中的溶解氧,改病況水質(zhì)。
4、 可以分解難生物降解的有機(jī)物和三致物質(zhì),提高水的可生化性.
5、高潔凈性。臭氧具有自然分解的特性,消毒后不存在任何殘留物,無二次污染,不產(chǎn)生有致癌作用的鹵代有機(jī)物。
6、臭氧的制備,僅需空氣、氧氣和電能,不需要任何輔助材料和添加劑,不存在原料的運(yùn)輸和貯存問題。
四、其它污水臭氧處理 1、紡織印染污水
采用的臭氧+超聲強(qiáng)化+生化處理工藝,去除偶氮染料脫色效果好,有機(jī)物去率高,有效地處理高濃度PVA褪漿污水。
2、制革污水
針對制革污水有機(jī)物濃度高的特點,采用物化+生化處理方法,生化段采用A-O工藝,對該類污水的處理效果良好。
3、化工污水
對含苯、酚、等有毒物質(zhì)的化工污水,采用臭氧處理工藝,有效地去除了這此有害物質(zhì)。
4、食品污水
采用A-O工藝處理食品污水,操作運(yùn)行簡單,占地面積小,處理效果好。
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